JP7459500B2 - Three-dimensional modeling device and three-dimensional modeling method - Google Patents
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Description
本発明は、三次元造形装置及び三次元造形方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling device and a three-dimensional modeling method.
従来から、層を積層することにより三次元造形物を造形する三次元造形装置が使用されている。このような三次元造形装置においては、高品質の三次元造形物を造形することが求められている。例えば、特許文献1には、造形する三次元造形物としての出力用造形物の造形に先立って評価用造形物を造形し、評価用造形物の測定結果に基づいて出力用造形物の3次元データを補正するデータ生成装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, three-dimensional printing apparatuses have been used that form three-dimensional objects by laminating layers. Such three-dimensional printing apparatuses are required to print high-quality three-dimensional objects. For example,
しかしながら、特許文献1に開示されるデータ生成装置のように、三次元造形物のデータを補正すると、データの補正に時間がかかり、三次元造形物の生産性が低下する場合があった。
However, when correcting data of a three-dimensional object, as in the data generation device disclosed in
上記課題を解決するための本発明の三次元造形装置は、造形材料で形成した層を積層することにより造形物を造形する三次元造形装置であって、前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記層の形成を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記監視部による監視結果に基づいて、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする。 The three-dimensional modeling device of the present invention, which aims to solve the above problems, is a three-dimensional modeling device that forms a model by stacking layers formed with a modeling material, and includes a modeling table on which a three-dimensional model and a quality control model are formed, a spray unit that has a heating means and sprays the plasticized modeling material, a movement mechanism that moves the modeling table and the spray unit relatively, a monitoring unit that monitors the modeling status of the layers that make up the quality control model, and a control unit that controls the spray unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layers, and the control unit executes the formation of the layers that make up the three-dimensional model based on the monitoring results by the monitoring unit.
最初に、本発明について概略的に説明する。
上記課題を解決するための本発明の第1の態様の三次元造形装置は、造形材料で形成した層を積層することにより造形物を造形する三次元造形装置であって、前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記層の形成を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記監視部による監視結果に基づいて、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする。
First, the present invention will be briefly described.
A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a three-dimensional printing apparatus that forms a model by stacking layers formed with a modeling material, and includes a modeling table on which a three-dimensional model and a quality control model are formed, a spray unit that has a heating means and sprays the plasticized modeling material, a moving mechanism that moves the modeling table and the spray unit relatively, a monitoring unit that monitors the modeling status of the layers that constitute the quality control model, and a control unit that controls the spray unit, the moving mechanism and the monitoring unit to form the layers, and is characterized in that the control unit performs the formation of the layers that constitute the three-dimensional model based on the monitoring results by the monitoring unit.
本態様によれば、監視部による品質管理用造形物の監視結果に基づいて層の形成を実行する。このため、高品質の三次元造形物を造形することができる。また、三次元造形物のデータを補正することもない。このため、三次元造形物の生産性を低下させることなく高品質の三次元造形物を造形することができる。 According to this aspect, layer formation is performed based on the monitoring results of the quality control object by the monitoring unit. This makes it possible to produce a high-quality three-dimensional object. Furthermore, there is no need to correct the data of the three-dimensional object. This makes it possible to produce a high-quality three-dimensional object without reducing the productivity of the three-dimensional object.
本発明の第2の態様の三次元造形装置は、前記第1の態様において、前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の温度を前記造形状態として監視し、前記制御部は、前記温度が所定の温度以下の場合に、前記層の形成を実行することを特徴とする。 The three-dimensional printing apparatus of the second aspect of the present invention is characterized in that in the first aspect, the monitoring unit monitors the temperature of the layer constituting the quality control object formed on the printing table as the printing state, and the control unit executes the formation of the layer when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature.
可塑化された造形材料が固まる前に次の層が形成されると造形される三次元造形物が変形する場合があるが、本態様によれば、監視部による品質管理用造形物の温度が所定の温度になってから次の層の形成を実行する。このため、可塑化された造形材料が固まる前に次の層が形成されることで三次元造形物が変形することを抑制できる。 If the next layer is formed before the plasticized modeling material hardens, the three-dimensional model to be modeled may be deformed, but according to this aspect, the temperature of the model for quality control is controlled by the monitoring unit. Formation of the next layer is performed after reaching a predetermined temperature. For this reason, it is possible to suppress deformation of the three-dimensional structure due to the formation of the next layer before the plasticized modeling material hardens.
本発明の第3の態様の三次元造形装置は、前記第1または第2の態様において、前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の形状を前記造形状態として監視し、前記制御部は、前記形状が所定の範囲の形状となっていた場合には前記層の形成を実行することを特徴とする。 In the three-dimensional printing apparatus according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the monitoring unit monitors the shape of the layer constituting the quality control object formed on the modeling table. The shaping state is monitored, and the control unit executes the formation of the layer if the shape is within a predetermined range.
品質管理用造形物の形状が所定の形状となっていないということは、造形される三次元造形物の形状も所望の形状となっていない可能性が高い。しかしながら、本態様によれば、監視部による品質管理用造形物の形状が所定の形状となっていない場合には次の層の形成を停止する。このため、所望の形状とならない可能性が高い三次元造形物の形成を続けるということを抑制できる。 If the shape of the quality control object does not have a predetermined shape, there is a high possibility that the shape of the three-dimensional object to be manufactured will not have the desired shape. However, according to this aspect, if the shape of the quality control molded object determined by the monitoring unit does not have a predetermined shape, the formation of the next layer is stopped. For this reason, it is possible to prevent continuing formation of a three-dimensional structure that is highly likely not to have the desired shape.
本発明の第4の態様の三次元造形装置は、前記第1から第3のいずれか1つの態様において、前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の表面の粗さを前記造形状態として監視し、前記制御部は、前記表面の粗さが所定の範囲となっていた場合には前記層の形成を実行することを特徴とする。 The 3D printing apparatus of the fourth aspect of the present invention is any one of the first to third aspects, characterized in that the monitoring unit monitors the surface roughness of the layer constituting the quality control object formed on the printing table as the printing state, and the control unit executes the formation of the layer when the surface roughness is within a predetermined range.
本態様によれば、品質管理用造形物表面の粗さから簡単かつ正確に品質管理用造形物の形状が所定の形状となっているか否かを判断できる。 According to this aspect, it is possible to easily and accurately determine whether the shape of the quality control object is a predetermined shape based on the roughness of the surface of the quality control object.
本発明の第5の態様の三次元造形装置は、前記第1から第3のいずれか1つの態様において、前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の表面の色調を前記造形状態として監視し、前記制御部は、前記表面の色調が所定の値よりも小さい場合には前記層の形成を実行することを特徴とする。 The three-dimensional printing apparatus of the fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the monitoring unit monitors the color tone of the surface of the layer constituting the quality control object formed on the printing table as the printing state, and the control unit executes the formation of the layer when the color tone of the surface is smaller than a predetermined value.
本態様によれば、層の表面の色調を監視し、層の表面の色調が所定の値よりも小さい場合には層の形成を実行する。このため、層の表面の色調から簡単かつ正確に品質管理用造形物の形状が所定の形状となっているか否かを判断できる。 According to this aspect, the color tone of the surface of the layer is monitored, and if the color tone of the surface of the layer is smaller than a predetermined value, the layer is formed. Therefore, it is possible to easily and accurately judge from the color tone of the surface of the layer whether or not the shape of the quality control object has a predetermined shape.
本発明の第6の態様の三次元造形装置は、前記第3から第5の態様において、前記噴射部を清掃する清掃部を備え、前記制御部は、前記監視部による前記品質管理用造形物を構成する前記層の形状又は表面の粗さが所定の範囲となっていない場合には、前記清掃部により前記噴射部を清掃させるように前記移動機構と前記噴射部とを制御することを特徴とする。 The three-dimensional modeling device of the sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the third to fifth aspects, it includes a cleaning unit that cleans the spray unit, and the control unit controls the movement mechanism and the spray unit to have the cleaning unit clean the spray unit when the shape or surface roughness of the layer that constitutes the quality control object as determined by the monitoring unit is not within a predetermined range.
本態様によれば、品質管理用造形物の形状が所定の形状となっていない場合には清掃部により噴射部を清掃させる。噴射部を清掃することで噴射部からの造形材料の正常な噴射を回復することができる。 According to this aspect, if the shape of the quality control object is not the specified shape, the cleaning unit cleans the ejection unit. By cleaning the ejection unit, normal ejection of the modeling material from the ejection unit can be restored.
本発明の第7の態様の三次元造形装置は、前記第1から第6のいずれか1つの態様において、前記制御部は、前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形の際に、前記層を構成する品質管理用造形部の形成を実行するように前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させて、少なくとも一つの前記品質管理用造形部を形成し、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部が前記監視の結果として所望の状態となっていない場合は、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部)と隣接しない新たな前記品質管理用造形部を形成するように前記造形台と前記噴射部とを制御すること特徴とする。 In the three-dimensional printing apparatus according to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the control section, during modeling of the layer constituting the quality control object, Forming at least one of the quality control shaping parts by relatively moving the modeling table and the injection part so as to form a quality control shaping part constituting the layer; If the quality control molding part is not in the desired state as a result of the monitoring, the quality control molding part is configured to form a new quality control molding part that is not adjacent to the at least one quality control molding part. The present invention is characterized in that the modeling table and the injection section are controlled.
本態様によれば、所望の状態となっていない品質管理用造形部と隣接しないように新たな品質管理用造形部を監視部により監視させる。各品質管理用造形部が隣接して形成された部分を監視部により監視させると形状などの読み取り精度が低下するなど監視部による監視精度が低下する虞があるが、このような虞を抑制できる。 According to this aspect, the monitoring unit monitors the new quality control modeling part so that it is not adjacent to a quality control modeling part that is not in the desired state. If the monitoring unit is made to monitor the part where each quality control modeling part is formed adjacent to another, there is a risk that the monitoring accuracy of the monitoring unit will decrease, such as a decrease in the accuracy of reading the shape, etc., but this can be prevented.
本発明の第8の態様の三次元造形装置は、前記第1から第7のいずれか1つの態様において、前記制御部は、前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形の際に、前記層を構成する品質管理用造形部の形成を実行するように前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させて、少なくとも一つの前記品質管理用造形部を形成し、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部が前記監視の結果として所望の状態である場合は、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部と隣接する新たな前記品質管理用造形部を複数形成して、前記層を完成するように前記造形台と前記噴射部とを制御すること特徴とする。 The three-dimensional modeling device of the eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, is characterized in that, when modeling the layer that constitutes the quality control object, the control unit moves the modeling table and the injection unit relatively to execute the formation of a quality control modeling part that constitutes the layer, forming at least one of the quality control modeling parts, and when the at least one quality control modeling part is in a desired state as a result of the monitoring, controls the modeling table and the injection unit to form multiple new quality control modeling parts adjacent to the at least one quality control modeling part to complete the layer.
本態様によれば、層を構成する品質管理用造形部の形成を層が完成するまで複数形成することで、新たな層における品質管理用造形部の形成領域を確保できる。積層によって品質管理用造形部の形成領域が小さくなってしまい監視ができなくなってしまう虞があるが、このような虞を抑制できる。 According to this aspect, by forming the quality control modeling parts that make up the layer multiple times until the layer is completed, it is possible to ensure the formation area of the quality control modeling part in the new layer. There is a risk that the formation area of the quality control modeling part will become smaller due to stacking, making it impossible to monitor, but this risk can be reduced.
本発明の第9の態様の三次元造形方法は、造形材料で形成した層を積層することにより造形物を造形する三次元造形方法であって、前記造形物である前記三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、加熱手段を有し、前記造形材料を噴射する噴射部と、前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、前記品質管理用造形物の造形状態を監視する監視部と、を備える三次元造形装置によって、前記監視部による監視結果に基づいて、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする。 The three-dimensional printing method of the ninth aspect of the present invention is a three-dimensional printing method for forming a model by stacking layers formed with a modeling material, characterized in that the layers constituting the three-dimensional object are formed based on the monitoring results by a three-dimensional printing device including a modeling table on which the three-dimensional object and a quality control object are formed, a spray unit having a heating means and spraying the modeling material, a movement mechanism for relatively moving the modeling table and the spray unit, and a monitoring unit for monitoring the modeling status of the quality control object.
本態様によれば、監視部による品質管理用造形物の監視結果に基づいて層の形成を実行する。このため、高品質の三次元造形物を造形することができる。また、三次元造形物のデータを補正することもない。このため、三次元造形物の生産性を低下させることなく高品質の三次元造形物を造形することができる。 According to this aspect, the layer formation is performed based on the monitoring result of the quality control molded object by the monitoring unit. For this reason, a high-quality three-dimensional structure can be modeled. Further, the data of the three-dimensional object is not corrected. For this reason, a high-quality three-dimensional structure can be modeled without reducing the productivity of the three-dimensional structure.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。なお、以下の図はいずれも概略図であり、一部構成部材を省略または簡略化して表している。また、各図中のX軸方向は水平方向であり、Y軸方向は水平方向であるとともにX軸方向と直交する方向であり、Z軸方向は鉛直方向である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the following figures are all schematic diagrams, and some constituent members are omitted or simplified. Further, in each figure, the X-axis direction is a horizontal direction, the Y-axis direction is a horizontal direction and a direction perpendicular to the X-axis direction, and the Z-axis direction is a vertical direction.
最初に、本発明の一実施例の三次元造形装置1の全体構成について図1から図4を参照して説明する。なお、本明細書における「三次元造形」とは、いわゆる立体造形物を形成することを示すものであって、例えば、平板状、例えば1層分の層で構成される形状のように、いわゆる二次元形状の形状であっても厚さを有する形状を形成することも含まれる。また、「支持する」とは、下側から支持する場合の他、横側から支持する場合や、場合によっては上側から支持する場合も含む意味である。
First, the overall configuration of a three-
図1で表されるように、本実施例の三次元造形装置1は、後述の図5で表されるような三次元造形物Oを造形する造形材料としてのペレット19を収容するホッパー2を備えている。ホッパー2に収容されたペレット19は、供給管3を介して、略円柱状のフラットスクリューであるスクリュー4の円周面4aに供給される。本実施例の三次元造形装置1は、三次元造形物Oを造形する造形材料としてペレット19を使用し、フラットスクリューにより造形材料を可塑化しながら造形材料を噴射する構成であるが、本発明はこのような構成の三次元造形装置1に限定されない。例えば、樹脂製の線状の造形材料であるフィラメントや、金属粉末に樹脂材料を混ぜた金属フィラメントを溶融しながら連続的に噴射して三次元造形物Oを造形する構成などであってもよい。
As shown in FIG. 1, the three-
図2で表されるように、スクリュー4の底面である溝形成面18には、円周面4aから中央部Cpまで至る螺旋状の溝4bが形成されている。別の表現をすると、溝4bが形成されることに伴って形成されるリブ4dが溝形成面18を形成している。本実施例の三次元造形装置1は、このような構成となっているため、スクリュー4を図1で表される駆動モーター6でZ軸方向に沿う方向を回転軸として回転させることにより、図3で表されるように、ペレット19が円周面4aから中央部Cpまで送られる。なお、図1では省略されているが、駆動モーター6の昇温を抑制するため、駆動モーター6の近傍において冷却水が循環している。
As shown in FIG. 2, the
図1で表されるように、スクリュー4の溝形成面18と対向する位置には、バレル5が所定の間隔を有して設けられている。間隔は、円周面から中央部に向かって小さくなるようにバレル5の中央部Cpの厚みが厚くなっていてもよい。そして、バレル5の上面である溝形成面18に対する対向面8の近傍には、加熱部7が設けられている。スクリュー4とバレル5とがこのような構成をしていることにより、スクリュー4を回転させることで、溝4bの位置に対応するとともにスクリュー4の溝形成面18とバレル5の対向面8との間に形成される空間部分20にペレット19は供給され、ペレット19は円周面4aから中央部Cpに移動する。なお、ペレット19が溝4bによる空間部分20を移動する際、ペレット19は、加熱部7の熱により溶融すなわち可塑化され、また、狭い空間部分20を移動することに伴う圧力で加圧される。こうして、ペレット19は、可塑化されることで連通孔5aを介してノズル10aに供給されてノズル10aから射出される。
1, the
図4などで表されるように、平面視でバレル5の中央部Cpには、溶融したペレット19の移動経路である連通孔5aが形成されている。図1で表されるように、連通孔5aは、造形材料を射出する噴射部10のノズル10aと繋がっている。連通孔5aには、不図示のフィルターが設けられている。なお、本実施例のバレル5には形成されていないが、バレル5の対向面8に連通孔5aに繋がる溝が形成されていてもよい。対向面8に連通孔5aに繋がる溝が形成されることで、造形材料が連通孔5aに向かって集まり易くなる場合がある。
As shown in FIG. 4 etc., a
ここで、噴射部10は、可塑化され流体状態の造形材料をノズル10aから連続的に射出することが可能な構成になっている。なお、図1で表されるように、噴射部10には、造形材料を所望の粘度にするためのヒーター9が設けられている。噴射部10から射出される造形材料は、線形の形状で射出される。そして、噴射部10から線状に造形材料を射出することで層を形成する。
The
本実施例の三次元造形装置1は、ホッパー2、供給管3、スクリュー4、バレル5、駆動モーター6及び噴射部10などを有する射出ユニット27を備えている。なお、本実施例の三次元造形装置1は、造形材料を射出する射出ユニット27を1つ備える構成であるが、造形材料を射出する射出ユニット27を複数備える構成としてもよいし、支持材料を射出する射出ユニット27を備えていてもよい。ここで、支持材料とは、造形材料の層を支持するための支持材料の層を形成するための材料である。
The three-
また、図1で表されるように、本実施例の三次元造形装置1は、射出ユニット27から射出されることで形成される造形材料の層を載置するためのステージユニット22を備えている。ステージユニット22は、実際に造形材料の層が載置されるプレート11を備えている。また、ステージユニット22は、プレート11が載置され、第1駆動部15を駆動することによりY軸方向に沿って位置を変更可能な第1ステージ12を備えている。また、ステージユニット22は、第1ステージ12が載置され、第2駆動部16を駆動することによりX軸方向に沿って位置を変更可能な第2ステージ13を備えている。そして、ステージユニット22は、第3駆動部17を駆動することによりZ軸方向に沿って第2ステージ13の位置を変更可能な基体部14を備えている。
As shown in FIG. 1, the three-
また、図1で表されるように、本実施例の三次元造形装置1は、射出ユニット27の各種駆動及びステージユニット22の各種駆動を制御する制御部23と、電気的に接続されている。制御部23の制御により、射出ユニット27及びステージユニット22の各構成部材は、駆動される。また、制御部23には、後述の図6などで表されるような品質管理用造形物Qの温度を測定する温度センサー21と、該品質管理用造形物Qを撮像する撮像部24と、噴射部10の清掃部28が、電気的に接続されている。なお、品質管理用造形物Qは後述するように層を積層することにより造形され、層は品質管理用造形部から構成されている。
As shown in FIG. 1, the three-
次に、図1の三次元造形装置1を用いて実行する三次元造形方法の一例について、図5から図10を参照しながら図11のフローチャートを用いて説明する。図11のフローチャートは、層を積層することにより三次元造形物Oを造形する三次元造形方法の一実施例であるが、ステップS110からステップS190は1層分の層を積層するステップを表しており、ステップS200によりステップS110からステップS190を繰り返すことで、層を積層することにより例えば図5及び図6で表されるような三次元造形物Oを造形する三次元造形方法である。
Next, an example of a three-dimensional printing method executed using the three-
図11で表されるように、本実施例の三次元造形方法では、最初に、三次元造形物Oの造形を開始してから清掃部28による噴射部10の清掃が規定回数を超えたか否かを判断する。清掃部28による噴射部10の清掃が規定回数を超えている場合、清掃部28による噴射部10の清掃だけでは噴射部10の回復が十分ではないと考えられる。このため、清掃部28による噴射部10での清掃以外のメンテナンス処理も含めた処理を行うため、本実施例の三次元造形方法を終了する。一方、清掃部28による噴射部10の清掃が規定回数を超えていない場合は、ステップS120に進む。
As shown in FIG. 11, in the three-dimensional printing method of this embodiment, first, after starting the printing of the three-dimensional structure O, it is determined whether or not the
ステップS120では、品質管理用造形物Qをプレート11に形成する。本実施例では、品質管理用造形物Qをプレート11に形成する際、図6で表されるように、造形する三次元造形物Oの造形位置の近傍に品質管理用造形物Qを形成する。ただし、このような方法に限定されない。例えば、三次元造形物Oを造形するプレート11とは異なる場所に品質管理用造形物Qの造形場所を設けてもよい。品質管理用造形物Qとしては、造形する三次元造形物Oの形状などにより様々な形状のものを形成できる。図7は、品質管理用造形物Qの形成例としての品質管理用造形部Qaであり、後述する品質管理用造形部Qr1及び品質管理用造形部Qr2に対応する。本実施例の三次元造形方法では、品質管理用造形部Qr1及び品質管理用造形部Qr2を、Y軸方向を長手方向とする直方体形状としている。なお、品質管理用造形物Qと三次元造形物Oとの形成位置が近い場合と遠い場合とで、ステップS120から後述のステップS190までの時間、すなわち、品質管理用造形物Qの層を形成してから三次元造形物Oの層を形成するまでの時間、を変更してもよい。
In step S120, the quality control object Q is formed on the
次に、ステップS130では、ステップS120で形成された品質管理用造形物Qを監視する。具体的には、温度センサー21で品質管理用造形物Qの温度を監視するとともに、撮像部24で品質管理用造形物Qを撮像する。ここで、品質管理用造形物Qの監視時間、監視タイミングや撮像期間、撮像タイミングをユーザーが設定可能な構成としてもよい。例えば、三次元造形物Oの層を形成している時間は撮像を中止し、品質管理用造形部の造形を開始と同時に撮像を開始することで、画像処理の負荷が重くなるのを抑制できる。そして、ステップS140に進み、ステップS140で品質管理用造形物Qが所望の状態となっているか否かを制御部23で判断する。具体的には、品質管理用造形物Qの温度が十分に下がっているかどうかと、品質管理用造形物Qの形状に問題がないかを判断する。
Next, in step S130, the quality control object Q formed in step S120 is monitored. Specifically, the
品質管理用造形物Qの温度が十分に下がっているかどうかを確認する理由としては、以下のとおりである。本実施例の三次元造形方法においては、品質管理用造形物Qと三次元造形物Oとを順に1層毎に形成する。すなわち、2層以上の層が積層されて構成される三次元造形物Oを形成する場合、ある層において品質管理用造形物Qの温度が十分に下がっていれば、それ以前に形成された三次元造形物Oの層である下層の層の温度も十分に下がっていることとなる。三次元造形物Oの下層の層の温度が十分に下がっていなければ上層の層を形成した場合に下層の層が変形する虞があるが、三次元造形物Oの下層の層の温度が十分に下がっていれば上層の層を形成した場合に下層の層が変形する虞を低減できる。本実施例では温度センサー21で品質管理用造形物Qの温度を監視するが、例えば、撮像部24で撮像された品質管理用造形物Qの色から品質管理用造形物Qの温度を監視することも可能である。
The reason for checking whether the temperature of the quality control object Q has been sufficiently lowered is as follows. In the three-dimensional modeling method of this embodiment, the quality control object Q and the three-dimensional object O are sequentially formed layer by layer. In other words, when forming a three-dimensional object O that is made up of two or more layers, if the temperature of the quality control object Q is sufficiently lowered in a certain layer, the previously formed three-dimensional object This means that the temperature of the lower layer, which is the layer of the original modeled object O, has also decreased sufficiently. If the temperature of the lower layer of the 3D object O is not sufficiently lowered, there is a risk that the lower layer may be deformed when the upper layer is formed. If the thickness is lower than that, it is possible to reduce the possibility that the lower layer will be deformed when the upper layer is formed. In this embodiment, the temperature of the quality control object Q is monitored by the
品質管理用造形物Qの形状に問題がないかを確認する理由としては、図5及び図6で表されるように、三次元造形物Oの内部に設けられたピン25など、完成した後に外側から確認できない特徴的な内部形状を三次元造形物Oが有していた場合などにおいて、該内部形状が高精度に造形できていることの蓋然性を高めるためである。例えば、品質管理用造形物Qの造形データから形成される好ましい形状の品質管理用造形物Qが、図7で表されるような品質管理用造形部Qaであったとする。そして、実際に造形された品質管理用造形物Qが図8で表される品質管理用造形部Qbのように表面に凸凹26がある場合や、実際に造形された品質管理用造形物Qが図9で表される品質管理用造形部Qcのように所望の大きさよりも大きく形成される場合などにおいては、完成した三次元造形物Oの内部形状に不備が生じる虞がある。表面に凸凹26がある場合は射出量不足である場合が多く、所望の大きさよりも大きく形成される場合は射出量過多である場合が多いためである。このため、品質管理用造形物Qを監視して可否判断をすることで、完成した三次元造形物Oを外側から見た場合だけでは内部形状に不備があるかわからないような形状の三次元造形物Oを形成する場合であっても、内部形状に不備がある三次元造形物Oを形成してしまうことを抑制できる。なお、本実施例の撮像部24は、定点で観測する構成であるがこのような構成に限定されない。
The reason for checking whether there are any problems with the shape of the quality control object Q is as shown in Figures 5 and 6. This is to increase the probability that the three-dimensional structure O has a characteristic internal shape that cannot be confirmed from the outside, and that the internal shape has been modeled with high precision. For example, it is assumed that a quality control object Q having a preferable shape formed from the modeling data of the quality control object Q is a quality control object Qa as shown in FIG. When the actually formed quality control object Q has
なお、本実施例の三次元造形方法では、品質管理用造形物Qの監視を品質管理用造形物Qの温度と品質管理用造形物Qの形状との2つの観点から行っているが、いずれか1つであってもよく、また、別の観点から品質管理用造形物Qの監視を行ってもよい。そして、本実施例の三次元造形方法では、各層において先にステップS120で品質管理用造形物Qを形成してから後述のステップS190で三次元造形物Oを形成するが、監視の内容などに応じて、品質管理用造形物Qを形成する前に三次元造形物Oを形成してもよいし、品質管理用造形物Qと三次元造形物Oとを同時に形成してもよい。 In the three-dimensional modeling method of this embodiment, the quality control model Q is monitored from two viewpoints: the temperature of the quality control model Q and the shape of the quality control model Q. Alternatively, the quality control molded object Q may be monitored from another viewpoint. In the three-dimensional modeling method of this embodiment, a quality control object Q is first formed in step S120 in each layer, and then a three-dimensional object O is formed in step S190, which will be described later. Accordingly, the three-dimensional structure O may be formed before the quality control structure Q is formed, or the quality control structure Q and the three-dimensional structure O may be formed simultaneously.
ステップS140で品質管理用造形物Qが所望の状態となっていると判断した場合はステップS170に進み、ステップS140で品質管理用造形物Qが所望の状態となっていないと判断した場合はステップS150に進む。ここで、ステップS150では清掃部28によって噴射部10を清掃し、その後、ステップS160に進んで品質管理用造形物Qの造形データを再生成し、ステップS110に戻る。
If it is determined in step S140 that the quality control object Q is in the desired state, the process advances to step S170; if it is determined in step S140 that the quality control object Q is not in the desired state, step Proceed to S150. Here, in step S150, the
ステップS170では、品質管理用造形物Qの次の層を形成することに備えて、品質管理用造形物Qを形成するための空き領域Sを形成するためのデータを生成する。そして、ステップS180で、ステップS170で生成したデータに基づいて空き領域Sを形成する。 In step S170, data is generated to form a free space S for forming the quality control object Q in preparation for forming the next layer of the quality control object Q. Then, in step S180, the free space S is formed based on the data generated in step S170.
ここで、図10を用いて空き領域Sの形成について説明する。図10において、品質管理用造形物Q1からQ6は、図6で表されるように、品質管理用造形物Qの全体像を表している。一方、品質管理用造形部Qr1及びQr2は、図7から図9で表されるように、品質管理用造形物QにおいてステップS130で監視がなされる部分を表している。 Here, the formation of the free area S will be explained using FIG. 10. In FIG. 10, the quality control objects Q1 to Q6 represent the overall image of the quality control object Q, as shown in FIG. On the other hand, the quality control shaped parts Qr1 and Qr2 represent the parts of the quality control shaped object Q that are monitored in step S130, as shown in FIGS. 7 to 9.
品質管理用造形物Q1は、1層目の層R1から3層目の層R3まで積層された状態を表している。別の表現をすると、ステップS110から後述のステップS190までのステップがステップS200により3回繰り返され、4回目のステップS120が実行されようとしている状態を表している。品質管理用造形物Q1では、層R3上のすべての領域が空き領域Sとなっている。また、1層目の層R1から3層目の層R3までの積層は所望の状態で積層されている。 The quality control shaped object Q1 represents a state in which layers from the first layer R1 to the third layer R3 are stacked. In other words, the steps from step S110 to step S190, which will be described later, are repeated three times in step S200, and the fourth step S120 is about to be executed. In the quality control object Q1, all areas on the layer R3 are empty areas S. Furthermore, the layers from the first layer R1 to the third layer R3 are stacked in a desired state.
品質管理用造形物Q2は、層R3上の空き領域Sに、4層目の層R4における品質管理用造形部Qr1を形成した状態を表している。しかしながら、ステップS140で品質管理用造形部Qr1が所望の状態となっていないと判断されたとする。すると、ステップS150及びステップS160を介して次のステップS120で、品質管理用造形物Q3で表されるように、層R3上の空き領域Sにおける品質管理用造形部Qr1に間隔をあけて隣に品質管理用造形部Qr2を形成する。 The quality control shaped object Q2 represents a state in which the quality control shaped part Qr1 in the fourth layer R4 is formed in the empty area S on the layer R3. However, assume that it is determined in step S140 that the quality control modeling part Qr1 is not in the desired state. Then, in the next step S120 via steps S150 and S160, as represented by the quality control model Q3, the quality control model Qr1 in the empty area S on the layer R3 is placed next to it at an interval. A quality control modeling part Qr2 is formed.
ここで、ステップS140で品質管理用造形部Qr2が所望の状態となっていると判断されたとする。すると、ステップS170及びステップS180と進み、品質管理用造形物Q4で表されるように、品質管理用造形部Qr2に隣接させて造形材料を噴射させて層R4上に空き領域Sを造形する。 Here, assume that it is determined in step S140 that the quality control modeling part Qr2 is in a desired state. Then, the process proceeds to step S170 and step S180, and a free area S is formed on the layer R4 by injecting the modeling material adjacent to the quality control forming part Qr2, as represented by the quality control forming object Q4.
その後、品質管理用造形物Q5で表されるように、5層目の層R5に関してのステップS120により、層R4上の空き領域Sに品質管理用造形部Qr1を形成する。ここで、ステップS140で品質管理用造形部Qr1が所望の状態となっていると判断されたとする。すると、ステップS170及びステップS180と進み、品質管理用造形物Q6で表されるように、品質管理用造形部Qr1に隣接させて造形材料を噴射させて層R5上に空き領域Sを造形する。そして、このような処理を繰り返していく。 Thereafter, in step S120 regarding the fifth layer R5, a quality control shaped part Qr1 is formed in the empty area S on the layer R4, as represented by a quality control shaped object Q5. Here, assume that it is determined in step S140 that the quality control modeling part Qr1 is in a desired state. Then, the process proceeds to step S170 and step S180, and a free area S is formed on the layer R5 by injecting the modeling material adjacent to the quality control forming part Qr1, as represented by the quality control forming object Q6. Then, such processing is repeated.
ステップS180で空き領域Sを形成した後、ステップS190で、三次元造形物Oを形成する。本実施例では、品質管理用造形物Qにおける空き領域Sを形成した層と同じ積層数の層の三次元造形物Oを形成する。すなわち、品質管理用造形物Qと三次元造形物Oとを1層ずつ交互に形成する。しかしながら、このような例に限定されない。例えば、品質管理用造形物Qのうちの1層分の層を形成し該層を監視して問題がないことを確認した後に、三次元造形物Oの複数層分の層を形成し、これらの動作を繰り返してもよい。さらには、品質管理用造形物Qをプレート11の空き領域に順次個別に形成するなどしてもよく、品質管理用造形物Qは図10で表されるような積層構造となっていなくてもよい。
After the free space S is formed in step S180, a three-dimensional object O is formed in step S190. In this embodiment, a three-dimensional object O is formed with the same number of layers as the layers in which the free space S is formed in the quality control object Q. That is, the quality control object Q and the three-dimensional object O are formed alternately, one layer at a time. However, this is not limited to this example. For example, after forming one layer of the quality control object Q and monitoring the layer to confirm that there are no problems, multiple layers of the three-dimensional object O may be formed, and these operations may be repeated. Furthermore, the quality control object Q may be formed individually in the free space of the
そして、ステップS200に進み、次の層の三次元造形物O及び品質管理用造形物Qの造形データがあるか否かを制御部23で判断する。ステップS200で、次の層があると判断した場合はステップS110に戻り、次の層がないと判断した場合は本実施例の三次元造形方法を終了する。
Then, the process proceeds to step S200, and the
ここで、一旦まとめると、本実施例の三次元造形装置1は、層を積層することにより三次元造形物Oを造形する三次元造形装置であって、三次元造形物O及び品質管理用造形物Qが造形される造形台としてのプレート11と、三次元造形物O及び品質管理用造形物Qの造形材料である固形のペレット19を加熱して可塑化させた状態で噴射する噴射部10と、プレート11と噴射部10とを相対的に移動させる移動機構としてのステージユニット22と、品質管理用造形物Qの造形状態を監視する監視部としての温度センサー21及び撮像部24と、を備えている。そして、制御部23の制御に基づいて、温度センサー21及び撮像部24による監視結果に基づいて層の形成を実行する三次元造形方法を実行することができる。
Here, to summarize once, the three-
このように、本実施例の三次元造形装置1は、温度センサー21及び撮像部24による品質管理用造形物Qの監視結果に基づいて層の形成を実行する。このため、高品質の三次元造形物Oを造形することができる。また、三次元造形物Oの造形データを補正することもない。このため、三次元造形物Oの生産性を低下させることなく高品質の三次元造形物Oを造形することができる。
In this way, the three-
ここで、監視部としての温度センサー21は、プレート11に形成された品質管理用造形物Qの温度を品質管理用造形物Qの造形状態として監視する。そして、制御部23は、ステップS140を実行することで、温度センサー21による品質管理用造形物Qの温度が所定の温度になってから、三次元造形物Oの層の形成を実行する。可塑化された造形材料が固まる前に次の層が形成されると造形される三次元造形物Oが変形する場合があるが、本実施例の三次元造形装置1は、温度センサー21による品質管理用造形物Qの温度が所定の温度になってから次の層の形成を実行することができる。このため、可塑化された造形材料が固まる前に次の層が形成されることで三次元造形物Oが変形することを抑制できる。また、監視部として接触式温度計、赤外線サーモグラフィ、放射温度計などを用いることができる。
Here, the
また、監視部としての撮像部24は、プレート11又は、先に形成された品質管理用造形物Qを構成する層上に形成された品質管理用造形物Qの形状を造形状態として監視する。そして、制御部23は、ステップS140を実行することで、撮像部24による品質管理用造形物Qの形状が好ましい所定の形状となっていた場合には三次元造形物Oの層の形成を実行し、撮像部24による品質管理用造形物Qの形状が好ましい所定の形状となっていない場合には三次元造形物Oの層の形成を停止することができる。品質管理用造形物Qの形状が所定の形状となっていないということは、造形される三次元造形物Oの形状も所望の形状となっていない可能性が高い。しかしながら、本実施例の三次元造形装置1は、撮像部24による品質管理用造形物Qの形状が所定の形状となっていない場合には次の層の形成を停止することができる。例えば、プレート11又は、先に形成された品質管理用造形物Qを構成する層上に、ノズル10aから1回の走査で吐出されて形成された線状の品質管理用造形部が、造形物で指定されている線幅の範囲から外れた場合停止する。このため、所望の形状とならない可能性が高い三次元造形物Oの形成を続けるということを抑制できる。また、監視部として非接触のレーザー顕微鏡、レーザー測長システムや、触針式プロファイラーなどを用いることができる。
The
また、監視部は、品質管理用造形物Qの造形状態として、品質管理用造形物Qの表面の粗さを撮像することができる。このため、本実施例の三次元造形装置1は、品質管理用造形物Qの表面の粗さから簡単かつ正確に品質管理用造形物Qの形状が所定の形状となっているか否かを判断できる。例えば、プレート11や先に形成された品質管理用造形物Qを構成する層上に、ノズル10aから1回の走査で吐出されて形成された線状の品質管理用造形部が、面粗度Ra5μからRa50μmの範囲から外れた場合停止する。また、監視部としては、触針式プロファイラー、原子間力顕微鏡などを用いることができる。
The monitoring unit can also capture an image of the surface roughness of the quality control object Q as the molding state of the quality control object Q. Therefore, the three-
また、監視部は、品質管理用造形物Qの造形状態として、品質管理用造形物Qの色調を測定することができる。このため、本実施例の三次元造形装置1は、品質管理用造形物Qの色調から簡単かつ正確に品質管理用造形物Qの造形状態が所定の色調となっているか否かを判断できる。例えば、プレート11や先に形成された品質管理用造形物Qを構成する層上に、ノズル10aから1回の走査で吐出されて形成された線状の品質管理用造形部が、正常な射出状態で射出した線状の品質管理用造形部の表面の色彩値を基準にした場合、色差ΔEの値が1.0より大きい場合停止する。監視部としては、分光測色計、色彩色差計、色彩輝度計などを用いることができる。
The monitoring unit can also measure the color tone of the quality control object Q as the molding state of the quality control object Q. Therefore, the three-
また、本実施例の三次元造形装置1は、噴射部10を清掃する清掃部28を備えている。そして、制御部23は、撮像部24による品質管理用造形物Qの形状が、例えば図8の品質管理用造形部Qbや図9の品質管理用造形部Qcのように、好ましい所定の形状となっていない場合には、清掃部28により噴射部10を清掃させるように清掃部28を制御することができる。本実施例の三次元造形装置は、品質管理用造形物Qの形状が好ましい所定の形状となっていない場合には清掃部28により噴射部10を清掃させるので、噴射部10を清掃することで噴射部10からの造形材料の正常な噴射を回復することができる。
Furthermore, the three-
ここで、本実施例の制御部23は、プレート11と噴射部10とを相対的に複数回往復移動させることで積層される層の各々の形成を実行することができる。別の表現をすると、本実施例の三次元造形装置1は、制御部23の制御により、複数パスで各々の層を形成する。本実施例の三次元造形装置1は、このような構成となっていることで、高コストとなりがちな噴射部10の数を減らしつつ高精度に三次元造形物Oを造形することができる。
Here, the
また、図10で表されるように、本実施例の三次元造形装置1は、制御部23の制御により、品質管理用造形物Qの造形の際にZ軸方向に沿う積層方向から見て往復移動の方向であるY軸方向と交差するX軸方向に隣接しないように形成された部分(例えば、品質管理用造形部Qr1に隣接しないように形成された品質管理用造形部Qr2)を温度センサー21及び撮像部24により監視させる。各パスが隣接して形成された部分を温度センサー21及び撮像部24により監視させると形状などの読み取り精度が低下するなど温度センサー21及び撮像部24による監視精度が低下する虞があるが、本実施例の三次元造形装置1は、このような虞を抑制できる。
Further, as shown in FIG. 10, under the control of the
本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present invention. The technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each aspect described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-mentioned problems or to achieve some or all of the above-mentioned effects. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.
1…三次元造形装置、2…ホッパー、3…供給管、4…スクリュー、4a…円周面、
4b…溝、4d…リブ、5…バレル、5a…連通孔、6…駆動モーター、7…加熱部、
8…対向面、9…ヒーター、10…噴射部、10a…ノズル、
11…プレート(造形台)、12…第1ステージ、13…第2ステージ、14…基体部、
15…第1駆動部、16…第2駆動部、17…第3駆動部、18…溝形成面、
19…ペレット(造形材料)、20…空間部分、21…温度センサー(監視部)、
22…ステージユニット(移動機構)、23…制御部、24…撮像部(監視部)、
25…ピン、26…凸凹、27…射出ユニット、28…清掃部、O…三次元造形物、
Q…品質管理用造形物
1 ... three-dimensional modeling device, 2 ... hopper, 3 ... supply pipe, 4 ... screw, 4a ... circumferential surface,
4b...groove, 4d...rib, 5...barrel, 5a...communication hole, 6...driving motor, 7...heating unit,
8: opposing surface; 9: heater; 10: ejection portion; 10a: nozzle;
11: Plate (modeling table), 12: First stage, 13: Second stage, 14: Base portion,
15...first drive unit, 16...second drive unit, 17...third drive unit, 18...groove forming surface,
19: pellet (molding material), 20: space portion, 21: temperature sensor (monitoring portion),
22: stage unit (moving mechanism), 23: control unit, 24: imaging unit (monitoring unit),
25: pin; 26: unevenness; 27: injection unit; 28: cleaning unit; O: three-dimensional object;
Q: Quality control model
Claims (8)
前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、
加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、
前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、
前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記造形物を構成する前記層の形成を実行する制御部と、を備え、
前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の温度を前記造形状態として監視し、
前記制御部は、前記温度が所定の温度以下の場合に、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional printing device that forms a modeled object by laminating layers formed with a modeling material,
a modeling table on which the three-dimensional object and the quality control object are formed;
an injection section that includes a heating means and that injects the plasticized modeling material;
a movement mechanism that relatively moves the modeling table and the injection section;
a monitoring unit that monitors the molding state of the layer constituting the quality control molded object;
a control unit that controls the injection unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layer constituting the shaped object ;
The monitoring unit monitors the temperature of the layer forming the quality control molded object formed on the molding table as the molding state,
The three-dimensional printing apparatus is characterized in that the control unit executes the formation of the layer constituting the three-dimensional structure when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature .
前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、
加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、
前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、
前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記造形物を構成する前記層の形成を実行する制御部と、を備え、
前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の表面の色調を前記造形状態として監視し、
前記制御部は、前記表面の色調が所定の値よりも小さい場合には、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional printing device that forms a modeled object by laminating layers formed with a modeling material,
a modeling table on which the three-dimensional object and the quality control object are formed;
an injection section that includes a heating means and that injects the plasticized modeling material;
a movement mechanism that relatively moves the modeling table and the injection section;
a monitoring unit that monitors the molding state of the layer constituting the quality control molded object;
a control unit that controls the injection unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layer constituting the shaped object ;
The monitoring unit monitors the color tone of the surface of the layer forming the quality control molded object formed on the molding table as the molding state,
The three-dimensional printing apparatus is characterized in that the control unit executes the formation of the layer constituting the three-dimensional structure when the color tone of the surface is smaller than a predetermined value .
前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、
加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、
前記噴射部を清掃する清掃部と、
前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、
前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して、前記造形物を構成する前記層の形成を実行する制御部と、を備え、
前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の形状または表面の粗さを前記造形状態として監視し、
前記制御部は、前記形状が所定の範囲の形状となっていた場合または前記表面の粗さが所定の範囲となっていた場合には、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行し、前記形状が所定の範囲の形状となっていない場合または前記表面の粗さが所定の範囲となっていない場合には、前記清掃部により前記噴射部を清掃させるように前記移動機構と前記噴射部とを制御することを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional modeling device that creates a modeled object by laminating layers formed of modeling materials,
a modeling table on which the three-dimensional object and the quality control object are formed;
an injection section that includes a heating means and that injects the plasticized modeling material;
a cleaning section that cleans the injection section;
a movement mechanism that relatively moves the modeling table and the injection section;
a monitoring unit that monitors the molding state of the layer constituting the quality control molded object;
a control unit that controls the injection unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layer constituting the shaped object ;
The monitoring unit monitors the shape or surface roughness of the layer constituting the quality control molded object formed on the molding table as the molded state,
If the shape is within a predetermined range or the roughness of the surface is within a predetermined range, the control unit executes the formation of the layer constituting the three-dimensional structure. However, when the shape does not fall within a predetermined range or when the surface roughness does not fall within a predetermined range, the moving mechanism and the A three-dimensional printing device characterized by controlling an injection section.
前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、
加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、
前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、
前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記造形物を構成する前記層の形成を実行する制御部と、を備え、
前記造形材料はフラットスクリューによって可塑化され、
前記監視部は、前記造形台に形成された前記品質管理用造形物を構成する前記層の表面の粗さを前記造形状態として監視し、
前記制御部は、前記表面の粗さが所定の範囲となっていた場合には前記層の形成を実行することを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional modeling apparatus that forms a model by stacking layers formed of a modeling material, comprising:
a modeling table on which the three-dimensional object and a quality control object are modeled;
an injection unit having a heating means and configured to inject the plasticized modeling material;
a moving mechanism that moves the modeling table and the ejection unit relatively;
a monitoring unit that monitors a modeling state of the layer that constitutes the quality control object; and
a control unit that controls the ejection unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layers that constitute the object ,
The building material is plasticized by a flat screw;
the monitoring unit monitors, as the modeling status, a surface roughness of the layer constituting the quality control object formed on the modeling table;
The three-dimensional printing apparatus , wherein the control unit executes formation of the layer when the surface roughness is within a predetermined range.
前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、
加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、
前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、
前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記造形物を構成する前記層の形成を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形の際に、前記層を構成する品質管理用造形部の形成を実行するように前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させて、少なくとも一つの前記品質管理用造形部を形成し、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部が前記監視の結果として所望の状態となっていない場合は、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部と隣接しない新たな前記品質管理用造形部を形成するように前記造形台と前記噴射部とを制御し、前記監視部による監視結果に基づいて、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional modeling apparatus that forms a model by stacking layers formed of a modeling material, comprising:
a modeling table on which the three-dimensional object and a quality control object are modeled;
an injection unit having a heating means and configured to inject the plasticized modeling material;
a moving mechanism that moves the modeling table and the ejection unit relatively;
a monitoring unit that monitors a modeling state of the layer that constitutes the quality control object; and
a control unit that controls the ejection unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layers that constitute the object ,
The control unit forms at least one quality control modeling part by moving the modeling table and the spray unit relatively to execute the formation of a quality control modeling part that constitutes the layer when modeling the layer that constitutes the quality control object, and if the at least one quality control modeling part is not in a desired state as a result of the monitoring, controls the modeling table and the spray unit to form a new quality control modeling part that is not adjacent to the at least one quality control modeling part, and executes the formation of the layer that constitutes the three-dimensional model based on the monitoring results by the monitoring unit.
前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とが造形される造形台と、
加熱手段を有し、可塑化された前記造形材料を噴射する噴射部と、
前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させる移動機構と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形状態を監視する監視部と、
前記噴射部、前記移動機構及び前記監視部を制御して前記造形物を構成する前記層の形成を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記品質管理用造形物を構成する前記層の造形の際に、前記層を構成する品質管理用造形部の形成を実行するように前記造形台と前記噴射部とを相対的に移動させて、少なくとも一つの前記品質管理用造形部を形成し、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部が前記監視の結果として所望の状態である場合は、前記少なくとも一つの前記品質管理用造形部と隣接する新たな前記品質管理用造形部を複数形成して、前記層を完成するように前記造形台と前記噴射部とを制御し、前記監視部による監視結果に基づいて、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional modeling apparatus that forms a model by stacking layers formed of a modeling material, comprising:
a modeling table on which the three-dimensional object and a quality control object are modeled;
an injection unit having a heating means and configured to inject the plasticized modeling material;
a moving mechanism that moves the modeling table and the ejection unit relatively;
a monitoring unit that monitors a modeling state of the layer that constitutes the quality control object; and
a control unit that controls the ejection unit, the movement mechanism, and the monitoring unit to form the layers that constitute the object ,
The control unit, when forming the layer that constitutes the quality control object, moves the modeling table and the spray unit relatively to form a quality control modeling part that constitutes the layer, thereby forming at least one of the quality control modeling parts, and if the at least one quality control modeling part is in a desired state as a result of the monitoring, controls the modeling table and the spray unit to form multiple new quality control modeling parts adjacent to the at least one quality control modeling part to complete the layer, and performs the formation of the layer that constitutes the three-dimensional model based on the monitoring results by the monitoring unit.
前記造形材料を噴射部から噴射して、前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とを造形台に造形する造形工程と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の温度を造形状態として監視する監視工程と、を有し、
前記造形工程において、前記温度が所定の温度以下の場合に、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行することを特徴とする三次元造形方法。 A three-dimensional modeling method for forming a model by stacking layers formed of a modeling material, comprising the steps of:
a modeling step of spraying the modeling material from a spraying unit to form a three-dimensional object, which is the model, and a quality control object on a modeling table;
a monitoring step of monitoring a temperature of the layer constituting the quality control object as a modeling state,
A three-dimensional printing method, characterized in that , in the printing process, formation of the layers that constitute the three-dimensional object is carried out when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature.
前記造形材料を噴射部から噴射して、前記造形物である三次元造形物と品質管理用造形物とを造形台に造形する造形工程と、
前記噴射部を清掃する清掃工程と、
前記品質管理用造形物を構成する前記層の形状または表面の粗さを造形状態として監視する監視工程と、を有し、
前記造形工程において、前記監視工程で監視される前記形状が所定の範囲の形状となっていた場合、または前記監視工程で監視される前記表面の粗さが所定の範囲となっていた場合には、前記三次元造形物を構成する前記層の形成を実行し、前記監視工程で監視される前記形状が所定の範囲の形状となっていない場合または前記監視工程で監視される前記表面の粗さが所定の範囲となっていない場合には、前記清掃工程を実行することを特徴とする三次元造形方法。 A three-dimensional modeling method for forming a modeled object by laminating layers formed with a modeling material, the method comprising:
a modeling step of injecting the modeling material from the injection unit to create the three-dimensional object and the quality control object on a modeling table;
a cleaning step of cleaning the injection part;
a monitoring step of monitoring the shape or surface roughness of the layer constituting the quality control shaped object as a shaped state;
In the modeling process, if the shape monitored in the monitoring process falls within a predetermined range, or if the roughness of the surface monitored in the monitoring process falls within a predetermined range, , when the formation of the layer constituting the three-dimensional structure is performed and the shape monitored in the monitoring step does not fall within a predetermined range, or the roughness of the surface monitored in the monitoring step A three-dimensional modeling method, characterized in that the cleaning step is executed when the cleaning step is not within a predetermined range .
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